機器視覺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀如何?

機器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支。簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做測量和判斷。機器視覺系統(tǒng)是通過機器視覺產(chǎn)品(即圖像攝取裝置，分CMOS和CCD兩種)將被攝取目標轉(zhuǎn)換成圖像信號，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，得到被攝目標的形態(tài)信息，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號;圖像系統(tǒng)對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，進而根據(jù)判別的結(jié)果來控制現(xiàn)場的設(shè)備動作。

機器視覺是一項綜合技術(shù)，包括圖像處理、機械工程技術(shù)、控制、電光源照明、光學成像、傳感器、模擬與數(shù)字視頻技術(shù)、計算機軟硬件技術(shù)(圖像增強和分析算法、圖像卡、 I/O卡等)。一個典型的機器視覺應(yīng)用系統(tǒng)包括圖像捕捉、光源系統(tǒng)、圖像數(shù)字化模塊、數(shù)字圖像處理模塊、智能判斷決策模塊和機械控制執(zhí)行模塊。

機器視覺系統(tǒng)最基本的特點就是提高生產(chǎn)的靈活性和自動化程度。在一些不適于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或者人工視覺難以滿足要求的場合，常用機器視覺來替代人工視覺。同時，在大批量重復(fù)性工業(yè)生產(chǎn)過程中，用機器視覺檢測方法可以大大提高生產(chǎn)的效率和自動化程度。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2022-2027年中國機器視覺行業(yè)市場全景調(diào)研與發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示：

中國正成為世界機器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一，應(yīng)用范圍涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、航天、氣象、天文、公安、交通、安全、科研等國民經(jīng)濟的各個行業(yè)。其重要原因是中國已經(jīng)成為全球制造業(yè)的加工中心，高要求的零部件加工及其相應(yīng)的先進生產(chǎn)線，使許多具有國際先進水平的機器視覺系統(tǒng)和應(yīng)用經(jīng)驗也進入了中國。

一個典型的工業(yè)機器視覺系統(tǒng)包括：光源、鏡頭(定焦鏡頭、變倍鏡頭、遠心鏡頭、顯微鏡頭)、 相機(包括CCD相機和COMS相機)、圖像處理單元(或圖像捕獲卡)、圖像處理軟件、監(jiān)視器、通訊 / 輸入輸出單元等。

機器視覺是人工智能正在快速發(fā)展的一個分支，不同權(quán)威機構(gòu)對機器視覺的定義略有差異，但簡單說來，機器視覺就是用機器代替人眼來做檢測、判斷和控制。機器視覺基于仿生的角度發(fā)展而來，比如模擬眼睛是通過視覺傳感器進行圖像采集，并在獲取之后由圖像處理系統(tǒng)進行圖像處理和識別。由于工業(yè)自動化生產(chǎn)日益增長的技術(shù)需求，全球機器視覺行業(yè)60年代開始興起，起步較早，90年代發(fā)展已趨于成熟，現(xiàn)階段繼續(xù)保持高速發(fā)展。中國機器視覺行業(yè)伴隨中國工業(yè)化進程的發(fā)展而崛起，于90年代末起步，相對全球較晚，目前正處于快速發(fā)展階段。

機器視覺行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢分析

機器視覺雖然只有幾十年發(fā)展時間，但隨著全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革浪潮的興起，機器視覺行業(yè)順勢迎來快速發(fā)展。機器視覺的應(yīng)用已經(jīng)從最初的汽車制造領(lǐng)域，擴展至如今消費電子、制藥、食品包裝等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展生命周期來看，國際機器視覺產(chǎn)業(yè)已經(jīng)處于成熟期，預(yù)期未來幾年內(nèi)，歐美日機器視覺技術(shù)仍將不斷有創(chuàng)新，國際機器視覺市場有望保持現(xiàn)有市場規(guī)模，并繼續(xù)增長。國內(nèi)機器視覺產(chǎn)業(yè)目前還處于成長期，從近幾年的情況來看，我國機器視覺產(chǎn)業(yè)已積累足夠技術(shù)、市場、行業(yè)經(jīng)驗，已步入快速發(fā)展階段。

機器視覺產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游原材料零部件、中游裝備制造以及下游終端應(yīng)用行業(yè)構(gòu)成。從深度來看，機器視覺的應(yīng)用覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈的多個環(huán)節(jié)。以手機的制造為例，機器視覺可應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)、模組生產(chǎn)、成品組裝、錫膏和膠體的全制造環(huán)節(jié)，例如IPhone生產(chǎn)全過程就需要70套以上的機器視覺系統(tǒng)。從廣度上看，機器視覺的下游行業(yè)眾多，包括汽車、3C電子、半導體、食品飲料、光伏、物流、醫(yī)藥、印刷、玻璃、金屬、木材等。

機器視覺的這種不斷增長的擴散正在與將工業(yè)系統(tǒng)連接到物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的趨勢融合。隨著傳感器變得越來越智能化(部分地由支持的計算機視覺算法驅(qū)動)，因此生成的數(shù)據(jù)為工業(yè)系統(tǒng)的運行提供了寶貴的見解。反過來，這又開辟了監(jiān)視設(shè)備的新方式，將自主機器人系統(tǒng)(如無人機)連接到物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

2019年我國機器視覺市場規(guī)模65.5億元(不包含計算機視覺市場)，同比增長21.8%。2014-2019年復(fù)合增長率為28.4%，并預(yù)測到2023年中國機器視覺市場規(guī)模將達到155.6億元。當前我國經(jīng)濟向新動能、新經(jīng)濟轉(zhuǎn)換，3C、汽車、光伏半導體等眾多行業(yè)對機器視覺技術(shù)迸發(fā)旺盛需求，由此看來，中國機器視覺市場潛力巨大。數(shù)據(jù)顯示，2016-2019年，全球機器視覺市場規(guī)模不斷擴大，至2019年突破100億美元，達到102億美元。2020年，受新冠肺炎疫情影響，全球供應(yīng)鏈中斷，項目停擺，給全球機器視覺行業(yè)帶來了沖擊，市場規(guī)模下降至96億美元。

機器視覺下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展

我國機器視覺相關(guān)融資額整體呈增長態(tài)勢，2020年達到93.04億元，創(chuàng)下歷史新高隨著技術(shù)的快速發(fā)展，機器視覺下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

“十四五”期間，中國將進一步深化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推進制造業(yè)的科技創(chuàng)新和智能制造水平，著力從要素驅(qū)動向技術(shù)及創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變。通過強化研發(fā)、設(shè)計能力，提高配套能力、基礎(chǔ)工藝、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)元器件的研發(fā)和系統(tǒng)集成水平，促進細分市場、專業(yè)化分工和集群發(fā)展，推動先進裝備制造業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)從以組裝為主向自主研發(fā)制造為主轉(zhuǎn)變。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級以及制造業(yè)的進一步智能化將推動機器視覺行業(yè)的發(fā)展。